د سختو ډبرو د ډرل کولو کوډ ماتول: د لوبې بدلونکې DTH ټیکنالوژي.
د ساختماني ساحې د جیولوژیکي شرایطو له مخې، د برمه کولو څلور اصلي میتودونه شتون لري چې معمولا د ډرل ریګونو لخوا کارول کیږي، لکه څنګه چې په شکل 1 کې ښودل شوي.
الف. نیوماتیک یا هیدرولیک چلول شوي روټري سرونه د اغیزو تجهیزاتو سره یوځای د څرخیدونکي او اغیزو انرژي د پورتنۍ برخې له لارې لیږدوي.د ډرل پایپ، د ډرل پایپ کې د شاک څپو له لارې ډرل بټ ته انرژي رسوي. دا طریقه په کوچنیو قطرونو او کم ژورو پورې محدوده ده او عموما په کانونو، ساختماني ځایونو او د ځمکې لاندې کان کیندنې عملیاتو کې کارول کیږي.
ب.د سوري ښکته کولو (DTH) هامرونه د ډرل تار په ښکته برخه کې موقعیت لري. فشار شوی هوا د ډرل تار له لارې DTH ته ننوځي، یو پسټون په متقابل حرکت کې چلوي چې مستقیم د ډرل بټ باندې تاثیر کوي، د تاثیر انرژي ډبرې ته لیږدوي. دا سیسټم لږترلږه د بریښنا ضایع لري او په ځانګړي ډول د ژورو سوریو، مستقیم سوریو، او متوسطو سختو ډبرو لپاره مناسب دی.
ج.د ریورس سرکولیشن (RC) برمه کولد ډرل بټ له مخ څخه د ډبرو نمونې راټولولو او لیږدولو لپاره DTH کاروي. وچې او غیر ککړې شوې قلمې د DTH د مرکزي پایپ له لارې د نمونې راټولولو وسیلې ته لیږدول کیږي، چې د جیولوژیکي تحلیل لپاره چمتووالی نیسي.
د. یو ګیربکس چې د هیدرولیک یا بریښنایی موټرو لخوا چلول کیږي د څرخیدونکي بریښنا سر جوړوي، د فیډ سیسټم له لارې چې د ډرل ریګ او یو موټی دیوال ډرل پایپ باندې پورته او ښکته حرکت کوي د درې مخروطي ډرل بټ ته کافي فیډ ځواک پلي کوي. دا طریقه د نرمو ډبرو یا قوي تړلو سختو ډبرو لپاره کارول کیږي.
- د DTH اصول او ځانګړتیاوې
هغه جوړښتونه چې د DTH سره ډرل شوي دي تقریبا په بشپړ ډول د ټولو اور لګیدونکو ډبرو، میټامورفیک ډبرو، او رسوبي ډبرو د شاملولو وړتیا لري چې منځنۍ سختې یا سختې دي. DTH په ځانګړي ډول د سختو ډبرو او سختو طبقو د ډرل کولو لپاره ګټور دی ځکه چې سختې ډبرې ماتیدونکي وي. د ټکر بارونو لاندې، ماتیدل نه یوازې د مستقیم ټکر په ځای کې پیښیږي بلکه مات شوی زون هم رامینځته کوي، چې په پایله کې د ډبرو لویې ټوټې رامینځته کیږي. پدې توګه، د ډرل کولو سرعت د خالص روټري ډرل کولو په پرتله د پام وړ ګړندی دی. په شکل 2 کې میخانیکي ماډل د ټکر روټري ډرل کولو پرمهال په ډبرو باندې د عمل کولو مختلف بارونه ښیې.
برسېره پردې، د DTH (د سوري لاندې) برمه کول په هغو جوړښتونو کې خورا اغیزمن دي چې د بورې سوري انحراف ته خطر لري، لکه طبقه چې ښه وده شوې بستر او فولی ایشن لري، یا د ډبرو طبقې چې غیر مساوي سختۍ او ډیری مات شوي دي. دا کولی شي د بورې سوري انحراف د پام وړ کم کړي او همدارنګه د جغل طبقو او ډبرو تختو له لارې د برمه کولو ستونزې لرې کړي.
د DTH برمه کول د ۱۹مې پیړۍ په وروستیو کې رامینځته شوي او د یوې پیړۍ څخه ډیر تاریخ لري. که څه هم د DTH ډرلونو ډیری ډولونه شتون لري، دوی یو ګډ ځانګړتیا شریکوي: د اغیز میکانیزم او د ډرل بټ دواړه په بورهول کې ډوب شوي، د څرخیدو سره د ډبرې ماتولو لپاره د اغیز سره یوځای کیږي. هغه تجهیزات چې د اغیز ځواک رامینځته کولو لپاره کارول کیږي د دوی د چلولو میتود له مخې په نیوماتیک، هیدرولیک، د تیلو فشار، بریښنایی او میخانیکي ډولونو کې طبقه بندي کیدی شي.
څرنګه چې د اغیزې انرژي د لیږد پرمهال د پام وړ زیان تجربه کوي او اغیزمنو برخو ته د پام وړ زیان رسولی شي، نو عموما د ژورو برمه کولو عملیاتو کې اړینه ده چې تجهیزات د ډرل وسیلې سره بورهول ته ننوځي، ترڅو د محصول اغیزې ځواک په مستقیم ډول د ډرل بټ یا اصلي بیرل باندې عمل وکړي. دا د لیږد پرمهال د انرژۍ ضایع کموي، د انرژۍ موثریت ښه کوي، او د ښکته سوراخ تجهیزاتو د ناکامۍ احتمال کموي.
نیوماتیک DTH، چې د هوا په واسطه چلول شوی DTH په نوم هم پیژندل کیږي، په ډیری ساختماني ډولونو او طبقه بندي میتودونو کې راځي.
- د فشار درجه بندي له مخې: لوړ فشار، منځنی فشار، او ټیټ فشار ډولونه.
- د ټولیز جوړښت له مخې: غیر له لارې او له لارې ډولونه.
- د والو د عملیاتو د اصولو له مخې: د کنټرول والو ډول، د وړیا والو ډول، او د هایبرډ والو ډول.
- د پسټون جوړښت له مخې: مساوي قطر پسټون، غیر مساوي قطر پسټون، او د ټنډم پسټون ډولونه.
- د هوا د ویش ډول له مخې: والو شوی DTH او بې والو DTH. والو شوی DTH په پلیټ والو، ډیسک والو، او سلنډر والو ډولونو ویشل کیدی شي، پداسې حال کې چې بې والو DTH د مرکز راډ د اخراج ډول، د پسټون هوا د ویش ډول، او د پسټون، سلنډر او مرکزي راډ لخوا د ګډ هوا ویش ویشل کیدی شي.
- د سوري مینځلو او سلیګ خارجولو طریقې له مخې: د مرکزي سوري مینځل، د مخکینۍ سوري مینځل، او د غاړې سوري مینځل.
۲. د اغیز میکانیزم ساختماني سکیمونو ټاکل
۲.۱ د پسټون ځان ګاز رسولو غیر والو اغیز میکانیزم
د دې ډول اغیز میکانیزم په عمده توګه د ګاز رسولو لپاره په پسټون کې د ګازو لارې کاروي، چې په پایله کې د ډیری ګاز چینلونو سره د پسټون پیچلي جوړښت رامینځته کیږي، کوم چې د پسټون ځواک او عمر کموي. په هرصورت، دا د اغیز میکانیزم داخلي او بهرني سلنډرونه سره یوځای کوي، د پسټون مؤثره کاري ساحه زیاتوي او د میکانیزم اغیز انرژي لوړوي.
۲.۲ د پسټون او سلنډر ګډ ګاز رسولو غیر والو اغیز میکانیزم
دا ډول یو ساده جوړښت لري چې جوړول یې اسانه دي، د پسټون اوږد عمر لري، او د ګاز سوري په سلنډر او پسټون دواړو کې موقعیت لري. دا جوړښت په پراخه کچه په بهر کې کارول کیږي.
۲.۳ د مرکز پایپ ګاز رسولو غیر والو اغیز میکانیزم
په دې میکانیزم کې، د پورتنیو او ښکته خونو لپاره د هوا د ترلاسه کولو لارې په ګرد پایپ کې تنظیم شوي چیرې چې پسټون سلایډ کوي. دا لوړ تولیدي دقت ته اړتیا لري او د مرکزي پایپ لپاره نسبتا لنډ عمر لري.
۲.۴ د غاړې د اخراج اغیز میکانیزم
د تش په نامه اړخ ايګزوسټ معنی دا ده چې د ايګزوسټ ګاز لاره د سلنډر بدن څخه بهر ځي پرځای د ډرل بټ له مرکز څخه د سوري لاندې ته. د دې ډول اغېز میکانیزم معمولا د سلنډر بدن کې ډیری انټیک او ايګزوسټ لارې لري، چې د ساختماني ځواک ضعیف کیدو، د اوږدمهاله ستړیا درزونو احتمال، او د هوا فشار د پام وړ ضایع کیدو لامل کیږي، چې پایله یې د ډرل بټ لپاره د کثافاتو لرې کولو او یخولو اغیزې کموي.
۲.۵ د مرکز د اخراج د اغیز میکانیزم
د دې ډول اغیز میکانیزم کثافات او ګاز په مستقیم ډول د ډرل بټ له مرکز څخه د سوري لاندې ته وباسي. مستقیم هوا جریان نه یوازې د کثافاتو لرې کولو موثریت لوړوي بلکه د ډرل کولو موثریت او یخولو ته وده ورکوي، د ډرل بټ عمر اوږدوي. دا ساختماني ډول د اړخ اخراج اغیز میکانیزمونو داخلي سلنډر کې ډیری اوږدمهاله نالیونه د حلقوي نالی سره ځای په ځای کوي، چې په داخلي سلنډر کې د فشار غلظت خورا کموي. دا په وروستیو کلونو کې په پراخه کچه منل شوی جوړښت ګرځیدلی.
د ۲.۶ لړۍ پسټون اغیز میکانیزم
د لړۍ پسټون د اغیز میکانیزم، چې د دوه ګوني پسټون (سر) اغیز کونکي په نوم هم پیژندل کیږي، د جلا کولو حلقې په کارولو سره سلنډر په دوه چیمبرونو ویشي. دا ډیزاین د پسټون دواړه مخونو ته اجازه ورکوي چې په ورته بور قطر کې په ورته وخت کې کار وکړي، چې پایله یې د اغیز ځواک او لوړ اغیز فریکونسۍ ده. په ورته ډول، د دوه ګوني اخراج سیسټم شتون لري چې په مؤثره توګه د سوري له ښکته څخه د ډبرې پوډر لرې کوي. په هرصورت، د دې اصلي نیمګړتیا د هغې پیچلې جوړښت او د ماشین کولو برخو کې د لوړ دقت اړتیا ده؛ د مثال په توګه، پسټون د اړوندو اجزاو سره تر پنځو پورې د ملګرتیا سطحې لري، کوم چې د هغې غوښتنلیک او ترویج محدودوي. له همدې امله، دا ډیزاین دوهم انتخاب غوره کوي، کوم چې د پسټون او سلنډر ګډ ګاز رسولو سره د غیر والو اغیز میکانیزم دی. د دې جوړښت په 3 شکل کې ښودل شوی.
۳. د DTH لپاره نظري تحلیل او اړونده محاسبې
۳.۱ د عملیاتي پیرامیټرو انتخاب**
۳.۱.۱ د څټک اوږدوالی او وزن: لومړنۍ ډیزاین د ۴۵۰۰ ملي میتر څخه کم اوږدوالی او د ۲۵۰۰ کیلوګرام څخه کم وزن مشخص کوي.
۳.۱.۲ د هامر قطر: د هامر مناسب قطر د سوراخ کولو قطر پر بنسټ ټاکل کیږي، چې په ۵۴۰ ملي میتر ټاکل شوی دی.
۳.۱.۳ د برمه کولو قطر: دا د میخ سوري قطر ته اشاره کوي، عموما د ۵۵۰ ملي میتر او ۶۰۰ ملي میتر ترمنځ.
۳.۱.۴ د کیندلو ژوروالی: د ډیری ډیزاین اړتیاو سره سم، دا معمولا د څو درجن مترو او سل مترو ترمنځ وي.
۳.۱.۵ د برمه کولو سرعت: د DTH برمه کول عموما په ټیټ گردش سرعت سره کار کوي، معمولا د ۷ او ۲۵ r/s ترمنځ.
۳.۱.۶ د څرخیدونکي تورک: د دې ډیزاین لپاره اعظمي تورک ۱۵۰ کیلو متر متر ټاکل شوی دی.
۳.۲ د ډیزاین پیرامیټرو محاسبه
د DTH لپاره د ډیزاین پیرامیټرې، په ځانګړې توګه د DTH اغیزې تجهیزاتو د فعالیت پیرامیټرې، د ماشین ډیزاین لپاره اساس په توګه کار کوي او د تولید شوي تجهیزاتو فعالیت تعریفوي.
۳.۲.۱ د اغیزو تجهیزاتو لپاره د ډیزاین فشار P
په چین کې، د 0.49 MPa فشار (تقریبا 5 × 10^5 Pa) د نیوماتیک اغیزو تجهیزاتو لپاره د ډیزاین معیار په توګه په پراخه کچه غوره شوی. د دې ډیزاین لپاره DTH د غیر والو اغیزو وسیله ده چې د لوی سوراخ کولو قطر او دروند پسټون سره، د هوا لوړ فشار به فعالیت نور هم لوړ کړي. سربیره پردې، د لوړ فشار هوا کمپرسورونه په زیاتیدونکي توګه عام دي، او د نړیوال معیار ISO 5941-1979 سره سم، د 1.6 MPa ډیزاین فشار غوره شوی.
۳.۲.۲ د اغېز ځواک
د DTH لپاره چې د لوی قطر سوري کولو لپاره کارول کیږي، د ډیزاین اغیزې انرژي کولی شي د پام وړ بدلون ومومي. د دې ډیزاین لپاره د اغیزې انرژي په لاندې ډول محاسبه کیږي:
۳.۲.۳ د اغېز فریکونسي
عموما، د ثابتې اغیزې انرژۍ لاندې، د اغیزې فریکونسۍ د اغیزې کونکي د تولید ځواک سره متناسب وي. په هرصورت، کله چې د سلنډر قطر ثابت شي، د اغیزې فریکونسۍ زیاتول د پسټون سټروک کمولو ته اړتیا لري، کوم چې په پایله کې د واحد اغیز ځواک کموي. کله چې د واحد اغیز ځواک د یوې ټاکلې کچې څخه ښکته شي، د فریکونسۍ زیاتوالی به د قناعت وړ ډبرې ماتولو پایلې ترلاسه نکړي. په دې توګه، د اغیزې فریکونسۍ انتخاب د اغیز ځواک لخوا محدود دی.
د نیوماتیک DTH لپاره چې د 0.5 MPa ډیزاین فشار سره کار کوي، فریکونسي باید له 16.8 Hz څخه زیاته نشي. څرنګه چې DTH د 0.5 او 2.5 MPa ترمنځ ډیزاین فشار سره کار کوي، د اغیز فریکونسي کولی شي د پام وړ توپیر ولري. د اغیز کونکي فریکونسي لومړنی انتخاب په لاندې ډول محاسبه کیدی شي:
f = ۱۰.۴ + ۷.۶P
(2) چیرې چې P د سیسټم رسولو فشار دی. د دې ډیزاین لپاره، P = 1.6 MPa، له همدې امله:
f = ۱۰.۴ + ۷.۶ × ۱.۶ = ۲۲.۵ هرټز.
۳.۳ د ساختماني پیرامیټر ډیزاین
د DTH اصلي ساختماني پیرامیټرونه د سلنډر بور قطر، د پسټون سټروک، او د پسټون ابعاد شامل دي. د سلنډر قطر زیاتول کولی شي د اغیز ځواک او فریکونسي دواړه لوړ کړي، نو قطر باید د ساختماني اندازې په حدودو کې اعظمي شي. معمولا، د DTH د بهرني قطر او د بور قطر ترمنځ توپیر باید له 15 څخه تر 20 ملي میترو پورې نه وي، او د DTH بهرنۍ پوښ باید ډیر نری نه وي. له همدې امله، د DTH سلنډر قطر او د برمه کولو قطر تناسب عموما د 0.5 څخه پورته وي.
۳.۳.۱ د سلنډر کاري قطر او ساختماني سټروک
د سلنډر کاري قطر D په لاندې ډول محاسبه کیدی شي:
د = K × د (بور) = (0.57 - 0.68) × د (بور) (3)
د دې ډیزاین لپاره، D(bore) = 600 mm، نو D د 360 mm په توګه اخیستل کیږي. د ساختماني سټروک S په تجربوي ډول S = 500 mm په توګه اخیستل کیږي.
۳.۳.۲ د پسټون وزن
د پسټون شعاعي ابعاد د سلنډر د اندازې او جوړښت له مخې محدود دي، چې د مساوي یا مختلف قطر لرونکي پسټونونو لپاره اجازه ورکوي. خطي ابعاد د پسټون په وزن پورې اړه لري، کوم چې د ډرل بټ د وهلو په وخت کې د هغه سرعت سره هم تړاو لري. له همدې امله، د پسټون ساختماني ابعاد ټاکل د DTH ډیزاین یوه پیچلې اړخ دی. د DTH پسټون وزن په لاندې ډول اټکل کیدی شي:
متر = ۰.۰۲۰۵ډ^۲.۸۴ (۴)
چیرته چې m د پسټون وزن په کیلوګرام کې دی؛ D د سلنډر کاري قطر په سانتي مترو کې دی.
د D = 36 ځای پر ځای کول حاصل ورکوي: m = 540 kg.
DTH په عمده توګه د تورک لیږد جوړښت او د نیوماتیک اغیز میکانیزم څخه جوړ دی. د تورک لیږد جوړښت د ډرل راډ او DTH سره نښلوي، د څرخیدونکي پرې کولو او کشولو ځواکونه لیږدوي؛ د نیوماتیک اغیز میکانیزم تاثیر رامینځته کوي، د اغیز ډرل بټ ته محوري ځواک چمتو کوي. د جوړښت ځانګړي توضیحات په شکل 3 کې ښودل شوي.
د تورک لیږد جوړښت د ډرل راډ او امپیکټر سره نښلوي. پورتنۍ برخه د پایپ تارونو له لارې د ډرل راډ او امپیکټر سره نښلوي، په عمده توګه د ګاز ټینګښت ډاډمن کولو لپاره پداسې حال کې چې د تورک او کشولو ځواک لیږدوي. د چیک والو د خاورې او اوبو مخه نیسي چې د امپیکټر او ډرل راډ ته ننوځي، چې د پسرلي لخوا کنټرول کیږي. د ګاز رسولو راډ سره د هوا د ترلاسه کولو څوکۍ د سلنډر ته د فشار شوي هوا معرفي کولو لپاره کار کوي، د سلنډر او پسټون سره یوځای د ګاز رسولو عمل اسانه کوي، په دې توګه د ګډ ګاز رسولو ترلاسه کول. د پسرلي خوندیتوب حلقه د ډرل بټ ځای په ځای کولو پرمهال د سلنډر څخه د وتلو څخه د پسټون مخه نیسي.
۳.۴ د DTH ډرل بټ د محدود عنصر تحلیل
د DTH ډرل بټ د پسټون څخه د ټکان قوې او د ډرایو سر څخه د تورک سره مخ کیږي. هغه قوه چې د فشار شوي هوا لخوا په پسټون باندې لګول کیږي په لاندې ډول ورکول کیږي:
ف = پ × ث (۵)
چیرې چې P په Pa کې د سیسټم فشار دی؛ S په m² کې د پسټون د ځواک ساحه ده.
په دې توګه، F = 1.6 × 10^6 × 0.084 = 134400 N.
له همدې امله، د ډرل بټ باندې د اغیز ځواک دا دی:
F' = kF (6)
چیرې چې k د اغیز ضریب دی؛ F هغه ځواک دی چې د فشار شوي هوا لخوا په N کې د ډرل بټ باندې لګول کیږي. په دې توګه، F' = 20 × 134400 = 2688 kN.
د ډرایو سر لخوا د DTH ډرل بټ باندې لګول شوی تورک N = 150 kN دی. د ډرل بټ د ښکته پای مخ د تنظیم کولو پرمهال د ډرل بټ ته F' = 2688 kN او N = 150 kN پلي کول، او د 320 MPa د حاصل ځواک سره د QT500-7 موادو په کارولو سره، د محدود عنصر تحلیل ترسره کیږي. د ځانګړي بارولو او محدودیت شرایط او میش ویش په شکل 4 او 5 کې ښودل شوي.
د محدود عنصر تحلیل پایلې په شکل 6 کې ښودل شوي، چې دا په ګوته کوي چې اعظمي فشار 144.355 MPa دی، کوم چې د QT500-7 (320 MPa) د حاصلاتو ځواک څخه کم دی، پدې توګه اړتیاوې پوره کوي.